芯耀
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Rex Computing公司的創(chuàng)始人和CEO Thomas Sohmers是一個(gè)高中都沒(méi)畢業(yè)的主兒，他不僅在麻省理工學(xué)院工作過(guò)，而且現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)一種新型的芯片架構(gòu)，據(jù)稱比當(dāng)今任何半導(dǎo)體巨頭提供的處理器性能更高，且能實(shí)現(xiàn)高達(dá)25倍的能效提升。他現(xiàn)在已經(jīng)從創(chuàng)始人基金那里募集到了125萬(wàn)美金的科學(xué)基金，最快可在明年年中生產(chǎn)芯片樣片來(lái)實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證自己的想法。
Sohmers今年19歲，但是已經(jīng)表現(xiàn)出對(duì)技術(shù)的極大熱忱并頗有建樹(shù)，他不僅是泰爾基金會(huì)的獎(jiǎng)金得主，還是Facebook發(fā)起的開(kāi)放計(jì)算計(jì)劃中高性能計(jì)算小組的頭頭，我在2014年的Facebook主辦的Hackathon大賽上第一次見(jiàn)到這個(gè)小伙子。他重新設(shè)計(jì)了處理器架構(gòu)，優(yōu)化了處理器處理內(nèi)存的方式，同時(shí)提高了能源使用效率和性能。最終的結(jié)果是可以實(shí)現(xiàn)每瓦64億次運(yùn)算的處理器。億次運(yùn)算是超級(jí)計(jì)算機(jī)性能的衡量指標(biāo)，Sohmers設(shè)計(jì)的處理器非同一般，因?yàn)檎麄€(gè)芯片行業(yè)都在尋找一種不用建設(shè)電廠就能運(yùn)行的下一代高性能計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)方式。
Sohmers的根本性突破在于提出了一種在處理器上設(shè)計(jì)內(nèi)存的全新方式，他稱這款新型的處理器為Neo。正如當(dāng)前人們?cè)谠O(shè)計(jì)新架構(gòu)時(shí)努力的方向一樣，Neo處理器也是一個(gè)大規(guī)模的多核芯片，它有256個(gè)內(nèi)核。但不同的是，大部分其它芯片都是在高速緩存中處理內(nèi)存，需要定義每個(gè)內(nèi)核的存儲(chǔ)器緩存的位置和訪問(wèn)緩存的方式。而Neo則獨(dú)具一格，它訪問(wèn)一個(gè)實(shí)際上由軟件定義的暫存器，當(dāng)編輯代碼時(shí)，這種訪問(wèn)方式在軟件端有點(diǎn)復(fù)雜，但是它讓工作變得更快，而且在處理器何時(shí)進(jìn)行工作方面更加靈活。
因此，無(wú)需把數(shù)據(jù)在已定義的片上緩存上搬來(lái)搬去，Neo可以快速地直接把數(shù)據(jù)丟給暫存器，過(guò)后再進(jìn)行編輯。這正是提高能效的關(guān)鍵之處。在芯片上搬運(yùn)數(shù)據(jù)需要比計(jì)算同量的數(shù)據(jù)多消耗40倍的能量，而且搬運(yùn)數(shù)據(jù)拉低了處理器的工作速度。所以，通過(guò)調(diào)整存儲(chǔ)器的訪問(wèn)方式，它可以更少地鎖止處理器內(nèi)核，因此，Sohmers不僅節(jié)約了功耗，還同時(shí)提高了速度。
如果你覺(jué)得這種方式聽(tīng)起來(lái)似曾相識(shí)，那是因?yàn)檫@正是當(dāng)前的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用中采用的方法。然而，由于任何新的芯片指令集都需要專門的軟件做配套，所以，這意味著，對(duì)Neo來(lái)說(shuō)，剛開(kāi)始的市場(chǎng)會(huì)非常小。因?yàn)槟軒?lái)巨大的性能提升，所以Neo比較適合專業(yè)計(jì)算任務(wù)。為此，Sohmers正開(kāi)始在數(shù)字信號(hào)處理器上實(shí)踐該處理器架構(gòu)，面向蜂窩基站市場(chǎng)。截至目前，他說(shuō)他的芯片能比市場(chǎng)上這一代產(chǎn)品的能效高25倍，所以德州儀器應(yīng)該小心了。
他開(kāi)發(fā)的大量多核架構(gòu)非常適用于這些類型的數(shù)字運(yùn)算作業(yè)。除此之外，像由Nvidia和AMD生產(chǎn)的圖形處理器執(zhí)行的機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算和任務(wù)是他開(kāi)發(fā)的新架構(gòu)的下一個(gè)目標(biāo)應(yīng)用。據(jù)他所述，Neo執(zhí)行計(jì)算機(jī)視覺(jué)需要的機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算比現(xiàn)有的GPU快約10至15倍。
至于總體而言在芯片行業(yè)內(nèi)比較小菜和生活經(jīng)驗(yàn)不足，Sohmers認(rèn)為正是這些幫助他發(fā)現(xiàn)了解決能耗問(wèn)題的方案。
“我剛開(kāi)始只是全身心地投入了計(jì)算機(jī)，并機(jī)緣巧合進(jìn)入了處理器設(shè)計(jì)這個(gè)奇妙的世界，”他說(shuō)?！拔议_(kāi)始只是想理解一下處理器是怎么工作的，然后有了一些瘋狂的想法，我發(fā)現(xiàn)我們?cè)谟?jì)算機(jī)架構(gòu)上存在一些失誤。由于沒(méi)有二十年的后見(jiàn)之明，沒(méi)有行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，也不會(huì)被告知為什么要這么進(jìn)行計(jì)算機(jī)架構(gòu)設(shè)計(jì)，正是這些元素大大幫助了我，讓我發(fā)現(xiàn)了這種改變處理器工作方式的根本性技術(shù)變革?！?/p>
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